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1 PRÉ-REATÓRIO 7 Nome: turma: eia atentamente o texto da Aula 7, PARTE A Circuitos RC em corrente alternada, e responda às questões que seguem. 1 Qual é o significado de reatância capacitiva X C? Como ela varia com a freqüência? 2 Qual é valor da reatância capacitiva para um sinal de freqüência f = 5kHz em um capacitor de capacitância C=2,2µF? 3 O que é a impedância Z de um circuito RC? Considere um circuito formado por um resistor R = 1kΩ e um capacitor C = 1nF, associados em série. Qual é a impedância desse circuito para um sinal de freqüência f = 5kHz? 4 Seja um circuito composto por um resistor R e um capacitor C, associados em série, alimentado por um gerador cuja voltagem gerada é dada por g (t) = sin(ωt). Quais são, para esse circuito, as amplitudes de corrente i e a diferença de fase entre a corrente e a voltagem, tomando a voltagem como referência? R 2 C Mostre de onde veio a Equação 28, ( ) ( ). 1

2 6 Faça um esboço do gráfico esperado para a corrente i(t) num circuito RC e para a voltagem aplicada ao circuito g (t), em função do tempo. Coloque as duas funções no mesmo gráfico. 7 Faça um esboço do gráfico da variação da fase φ entre a corrente e a voltagem num circuito RC, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 8 Faça um esboço do gráfico da variação da amplitude de corrente i num circuito RC, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 9 Faça um desenho do circuito utilizado nas medidas do Procedimento I. Qual é o objetivo principal desse procedimento experimental? 1 Qual é a finalidade do resistor nos experimentos do Procedimento I? 1

3 eia atentamente o texto da Aula 7, PARTE B Circuitos R em corrente alternada, e responda às questões que seguem. 1 Qual é o significado de reatância indutiva X? Como ela varia com a freqüência? 2 Qual é valor da reatância indutiva para um sinal de freqüência f = 5kHz em um indutor de indutância = 1mH? 3 O que é a impedância Z de um circuito R? Considere um circuito formado por um resistor R = 1kΩ e um indutor = 1mH, associados em série. Qual é a impedância desse circuito para um sinal de freqüência f = 5kHz? 4 Seja um circuito composto por um resistor R e um indutor, associados em série, alimentado por um gerador cuja voltagem gerada é dada por g (t) = sin(ωt). Quais são, para esse circuito, as amplitudes de corrente i e a diferença de fase entre a corrente e a voltagem, tomando a voltagem como referência? R Mostre de onde veio a Equação 27, ( ) ( ). 2

4 6 Faça um esboço do gráfico esperado para a corrente i(t) e para a voltagem aplicada ao circuito g(t), em função do tempo. Coloque as duas funções no mesmo gráfico. 7 Faça um esboço do gráfico da variação da fase φ entre a corrente e a voltagem num circuito R, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 8 Faça um esboço do gráfico da variação da amplitude de corrente i num circuito R, em função da freqüência do sinal senoidal aplicado ao circuito. 9 Faça um desenho do circuito utilizado nas medidas do Procedimento I. Qual é o objetivo principal desse procedimento experimental? 1 Qual é a finalidade do resistor nos experimentos do Procedimento I? 3

5 REATÓRIO 7 (1 pontos) Nome1: Assinatura1: Nome2: Assinatura2: Nome3: Assinatura3: Nome4: Assinatura4: Turma: Parte a: CIRCUITO RC Procedimento I Q1 (1 ponto) Qual foi o valor encontrado para o período T 1 e para t 1 e suas respectivas incertezas. A partir desses valores determine a freqüência f 1 e a diferença de fase 1 com suas respectivas incertezas. T 1 f 1 t 1 1 Q2 (.5 pontos) Determine o valor da reatância capacitiva X C com sua respectiva incerteza, a partir da diferença de fase. Utilize a equação 14. Apresente também o valor de R medido com o multímetro com as suas respectivas incertezas. R X C Q3 (1 ponto) Apresente os resultados que você obteve na Tabela 1 para as medidas feitas com a freqüência de 1kHz. Apresente também o valor de R medido com o multímetro e os cálculos das propagações de incerteza realizadas. 4

6 B (),3 B A C i (A) A () () C () i,4,5,6,7,8 Tabela 1 Q4 (1 ponto) Faça um gráfico de C i, para a freqüência f 1 =1kHz. 5

7 Q5 (1. ponto) Utilizando o método dos mínimos quadrados, faça um ajuste linear da reta descrita no gráfico da Q3 determine os coeficientes linear e angular da reta com suas respectivas incertezas. A partir desses resultados determine o valor da reatância capacitiva X C com sua respectiva incerteza, para a freqüência f 1 =1kHz. a b X C Compare o valor X C do item 2 e 5 com o valor nominal. Qual a medida mais precisa? Justifique! no minal X ( ) Q6 (.5 pontos) Como se comporta a reatância capacitiva X C com o aumento da freqüência. 6

8 Parte b: CIRCUITO R Procedimento I Q7 (1 ponto) Qual foi o valor encontrado para o período T 1 e para t 1 e suas respectivas incertezas. A partir desses valores determine a freqüência f 1 e a diferença de fase 1 com suas respectivas incertezas. T 1 f 1 t 1 1 Q8 (.5 pontos) Determine o valor da reatância indutiva X com sua respectiva incerteza, para a freqüência f 2 =1kHz, a partir da diferença de fase. Utilize a equação 23. Apresente também o valor de R medido com o multímetro com as suas respcetivas incertezas. X R ( Q9 (1 ponto) Apresente os resultados que você obteve na Tabela 1 para as medidas feitas com a freqüência de 1kHz. Apresente também o valor de R medido com o multímetro e os cálculos das propagações de incerteza realizadas. ) B (),3 B A i (A) A () () () i,4,5,6,7,8 Tabela 1 7

9 Q1 (1 ponto) Faça um gráfico de i, para a freqüência f 1 =1kHz. Q11 (1. pontos) Utilizando o método dos mínimos quadrados, faça um ajuste linear da reta descrita no gráfico da Q3 determine os coeficientes linear e angular da reta com suas respectivas incertezas. A partir desses resultados determine o valor da reatância indutiva X com sua respectiva incerteza, para a freqüência f 1 =1kHz. a b X ( ) Compare o valor de X do item 8 e 11 com o valor nominal. Qual a medida masi precisa? Justifique no minal X ( ) Q12 (.5 pontos) Como se comporta a reatância indutiva X com o aumento da freqüência? 8

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